Homogeneous Hydrogenation in Organic Chemistry

شیمی آلی دائماً درگیر انجام واکنش‌ها در یک مرکز خاص در یک مولکول پیچیده است، و در صورت امکان با سطح انتخاب‌پذیری برجسته و قابل پیش‌بینی بالا. با توجه به تجربیات انباشته شده در شیمی آلی معمولاً می توان احتمال مسیرهای واکنش جایگزین را حداقل از نظر کیفی ارزیابی کرد. با این حال، انتظارات مبتنی بر خوب را می توان جعل کرد، و آزمایش های انجام شده برای سنتز ویتامین B12 که منجر به تشخیص وودوارد از کنترل تقارن مداری در شیمی آلی شد، یک مثال آموزنده است. محدودیت‌های ما در این رابطه در مورد واکنش‌های ژنی ناهمگن، که مشکلات بیشتری را ایجاد می‌کنند، بسیار برجسته است، و به جز موارد بسیار خوب مطالعه شده، کاتالیز ناهمگن یک حوزه نسبتاً تجربی از شیمی باقی مانده است. با این حال، دانش در این زمینه با توسعه کمپلکس‌های فلزات واسطه که خواص کاتالیزوری فلزات را تکرار می‌کنند و در یک سیستم واکنش همگن مؤثر هستند، بسیار بهبود یافته است. این پیشرفت درک ما از کاتالیز را با امکان تفسیر واکنش ها در شرایط کاملاً مولکولی افزایش داده است. علاوه بر این، این کمپلکس‌های فعال همگن غالباً انتخابی‌تر از همتایان فلزی ناهمگن خود هستند یا در تمایز بین مراکز عملکردی مختلف در یک مولکول یا در ایجاد انتخاب‌پذیری استریو بهتر. اکنون کاتالیزورهای همگن برای تعدادی از واکنش های شیمیایی آلی از جمله هیدروژناسیون، کربونیلاسیون، پلیمریزاسیون و ایزومریزاسیون و تغییر شکل آلکن ها ابداع شده اند.

Organic chemistry is constantly concerned with effecting reactions at a particular centre in a complex molecule, and if possible with a high and predictable level of stereoselectivity. In the light of much accumulated ex­ perience within organic chemistry it is usually possible to assess the likeli­ hood of alternative reaction pathways at least qualitatively. However, well based expectations can be falsified, and the experiments directed to the synthesis of vitamin B12 which led to Woodward's recognition of orbital symmetry control in organic chemistry are an instructive example. Our limi­ tations in this respect are very much accentuated in the case of hetero­ geneous reactions, which present additional problems, and except for very well studied instances, heterogeneous catalysis has remained a relatively empirical area of chemistry. Knowledge in this area has, however, been greatly improved by the development of transition metal complexes which replicate the catalytic properties of the metals, and are effective in a homo­ geneous reaction system. This development has advanced our understanding of catalysis by making it possible to interpret reactions in strictly molecular terms. In addition, these homogeneously active complexes are frequently more selective than their heterogeneous metallic counterparts either in discriminating between different functional centres in a molecule or in of­ fering better stereoselectivity. Homogeneous catalysts have now been devised for a number of organic chemical reactions, including hydrogenation, carbonylation, polymerisa­ tion, and isomerisation and dismutation of alkenes.